石墨
 | 此條目需要擴充。 (2013年2月12日) |
| 石墨 | |
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| 基本資料 | |
| 類別 | 自然元素礦物 |
| 化學式 | C |
| 施特龍茨分類 | 01.CB.05a |
| 晶體空間群 | 復六方雙錐晶族 赫爾曼–莫甘記號：（6/m 2/m 2/m） 空間群：P 63/mmc |
| 晶胞 | a = 2.461 Å，c = 6.708 Å；Z = 4 |
| 性質 | |
| 分子量 | 12.01 |
| 顏色 | 灰至黑色 |
| 晶體慣態 | 板狀、六方薄板狀、粒狀 |
| 晶系 | 六方晶系、三方晶系 |
| 解理 | {0001} 完全解理 |
| 斷口 | 參差狀 |
| 韌性/脆性 | 具彎性 |
| 莫氏硬度 | 1 - 2 |
| 光澤 | 金屬或土狀光澤 |
| 條痕 | 光亮的黑色 |
| 透明性 | 不透明 |
| 密度 | 2.09－2.23g/cm³ |
| 折射率 | 不透明體 |
| 多色性 | 無 |
| 其他特徵 | 耐強酸鹼、耐火、良好導電性與導熱性 |
石墨（Graphite），又稱黑鉛（Black Lead），是碳的一種同素異形體（碳的其他同素異形體有很多，為人熟悉的例如鑽石）。作為最軟的礦物之一，石墨不透明且觸感油膩，顏色由鐵黑到鋼鐵灰不等，形狀可呈晶體狀、薄片狀、鱗狀、條紋狀、層狀體，或散佈在變質岩（由煤、碳質岩石或碳質沉積物，受到區域變質作用或是岩漿侵入作用形成）之中[1]。化學性質不活潑，具有耐腐蝕性。
結構[編輯]
石墨具有層狀的平面結構，結構如左圖所示。每層中碳原子都排列成蜂窩狀晶體結構，層內原子間距0.142nm，層間距0.335nm。層內每個碳原子的週邊以共價鍵連結著另外三個碳原子，排列方式呈蜂巢式的多個六邊形，每層間有微弱的范德華力。由於每個碳原子均會放出一個電子，那些電子能夠自由移動，因此石墨屬於導電體。
用途[編輯]
它的用途包括製造鉛筆筆芯和潤滑劑或集電弓上的碳刷條，也可作為壓力管式石墨慢化沸水反應堆的中子減速劑。
目前主要用途是耐火材料的原材料，尤其是鎂碳磚。自然界自然形成的石墨可分為鱗片石墨和土狀石墨。
因晶體結構中存在大量離域電子，石墨可以導電，其與晶體層平行的方向電阻率為(2.5～5.0)×10-6Ω·m，與層垂直的方向電阻率為3×10-3Ω·m。[2]
電解中的惰性電極可以由鉑製作，但由於會受鹵素侵蝕，所以在會產生鹵素（例如:電解食鹽鹽水）的電解時使用石墨替代鉑，作為惰性電極。
核石墨[編輯]
核石墨指可用於核反應堆的石墨，作為中子減速劑和中子反射體。核反應堆可採用任何品級的石墨。石墨耐高溫、純度高，是迄今為止核反應堆中極為重要的原材料。核石墨也用於文德爾施泰因7-X等核聚變反應堆。
存在形式[編輯]
碳的存在形式是多種多樣的，有晶態單質碳如金剛石俗稱鑽石、石墨；有無定形碳如煤；有複雜的有機化合物如動植物等；碳酸鹽如大理石等。單質碳的物理和化學性質取決於它的晶體結構。高硬度的金剛石（鑽石）和柔軟滑膩的石墨晶體結構不同，各有各的外觀、密度、熔點等。
參看[編輯]
參考[編輯]
- ^ 石墨 (礦物) graphite. 藝術與建築索引典. [2010-11-04]. （原始內容存檔於2011-12-17）.
- ^ Hugh O. Pierson, Handbook of carbon, graphite, diamond, and fullerenes: properties, processing, and applications, p. 61, William Andrew, 1993 ISBN 0-8155-1339-9.
外部連結[編輯]
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維基共享資源上的相關多媒體資源：石墨 |
- （英文） 石墨 - Webmineral （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- （英文） 石墨 - Mindat （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- （英文） 電池級石墨
- （英文） Graphite at Minerals.net （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- （英文） Mineral galleries
- （英文） Mineral & Exploration – 2012年石墨礦和生產者的世界地圖
- （英文） Mindat w/ locations （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- （英文） giant covalent structures （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- （英文） The Graphite Page （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- （英文） Video lecture on the properties of graphite by Prof. M. Heggie （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, University of Sussex
- （英文） CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
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